초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 장기 시계열 자료확보가 가능한 미국의 고해상도 위성인 Landsat을 활용하여 국내외 지역에 대한 인공지능기반의 곡물수확량 최적예측모델의 개발을 목표로 한다. 또한, 최근 빈번하게 발생하는 가뭄, 폭염, 한파 등의 특이기상 현상하에서도 강건한 예측모델을 구축하고자 하며, 장기 시계열 고해상도 데이터베이스를 이용하여 기후변화 적응성 평가를 수행하여 예측정확도가 보장되는 곡물수확량 모델을 개발하여 기후변화 적응성 평가를 통해 당해연도 수확량은 2개월 전에 미리 예측할 수 있는 안정적인 수확량 예측모델을

□ 연구개요
본 연구에서는 장기 시계열 자료확보가 가능한 미국의 고해상도 위성인 Landsat을 활용하여 국내외 지역에 대한 인공지능기반의 곡물수확량 최적예측모델의 개발을 목표로 한다. 또한, 최근 빈번하게 발생하는 가뭄, 폭염, 한파 등의 특이기상 현상하에서도 강건한 예측모델을 구축하고자 하며, 장기 시계열 고해상도 데이터베이스를 이용하여 기후변화 적응성 평가를 수행하여 예측정확도가 보장되는 곡물수확량 모델을 개발하여 기후변화 적응성 평가를 통해 당해연도 수확량은 2개월 전에 미리 예측할 수 있는 안정적인 수확량 예측모델을 구축하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1차년도 연구 목표인 미국의 곡물수확량 예측모델 구축을 위해 미국 아이오와 주를 대상으로 고해상도 위성자료인 Landsat 8 OLI Level2와 기상자료인 Daymet 자료를 수집하였다. Landsat 위성자료를 활용하기 위해 위성영상의 품질평가자료(quality assessment)를 이용하여 clear인 화소만을 추출하였고 이를 이용하여 총 9개의 위성 기반 식생지수를 산출하였다.
책임연구원의 이직 및 이직기관으로 과제 이관이 어려워 본 연구개발과제를 불가피하게 중단하게 되어 1년차 과제의 목표를 달성하지 못하였다. 그러나 과제수행기간이 약 1개월이었지만 모델수립을 위한 자료의 수집이 이루어졌으며, 자료의 전처리 및 모델의 입력자료로 사용할 식생지수 산출 등의 연구개발 과정이 성실히 이행되었다고 판단된다.

□ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구는 장기간의 고해상도 위성영상과 인공지능모델을 융합하여 특이기상하에서 도 강건한 곡물수확량 최적예측모델을 수립하는 것을 목표로 하는 최초의 연구이다. 고해상도 위성인 Landsat 은 16일 주기로 동일 지역을 관측하며, 이는 곡물수확량 예측을 위해 매우 충분한 시간해상도이고, 30 m 공간해상도는 상세한 식생생장정보 취득을 가능하게 한다. 따라서 16일 간격으로 생산되는 식생정보를 기반으로 당해연도 수확량을 2~3개월 이전에 예측하는 것이 가능하다. 또한 Landsat 5, 7, 8의 경우, 약 36년의 장기간 자료 획득이 가능하므로 대용량의 데이터베이스를 구축할 수 있다. 이처럼 고품질의 대용량 데이터베이스를 이용하여 인공지능기반의 곡물수확량 최적예측모델을 개발함으로서 광범위한 지역의 곡물생태에 대한 상세하고 주기적인 감시가 가능하여 정확도 높은 곡물수확량 예측이 가능할 것이다.
발사예정인 차세대 농림업 중형위성은 국내 최초의 농림업에 특화된 위성으로, 최대 5m의 공간해상도를 가지고 3일주기로 한반도 전역을 관측할 예정이다. 본 연구에서 사용되는 Landsat은 차세대 농림업 중형위성과 유사한 밴드를 탑재하고 있어서 Landsat 기반으로 구축된 곡물수확량 최적예측모델은 향후 발사될 차세대 농림업 중형위성 자료를 적극적으로 활용 가능할 것이다. 또한, 미국, 중국, 유럽 등과 같은 국내의 식량수급에 영향을 미치는 주요 곡물생산지역에 대한 곡물수확량 예측에도 활용 가능할 것이다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1) 연구지역 및 자료 ... 5
• 2) Landsat 8 OLI 자료 처리 ... 7
• 3) 곡물수확량 예측을 위한 위성기반 식생지수 산출 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 8
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 8
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 8
• 3) 목표 달성 수준 ... 8
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 9
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 9
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 9
• 6. 참고문헌 ... 10
• 끝페이지 ... 10